CN104593682B - 一种稠油热采用的钢管和成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稠油热采用的钢管和成型方法，该钢管成分为(质量分数)：C：0.19～0.25％、Si：0.17～0.45％、Mn：0.55～0.85％、P：≤0.008％、S：≤0.004％、Cr：0.95～1.50％、V：0.03～0.1％、Ti：0.02～0.04％、Cu：≤0.20％、Al：0.015～0.03％，其余为Fe。该钢管制造过程：冶炼、精炼、真空脱气、连铸、轧制、调质、矫直。该钢管的室温性能：抗拉强度≥865MPa，屈服强度760～880MPa，延伸率≥20％，屈强比≤0.93，冲击功≥70J；高温性能：抗拉强度≥720MPa，屈服强度≥600MPa，屈强比≤0.85。
Description
技术领域
本发明涉及油田用钢管的生产领域，尤其涉及一种稠油热采用的钢管和成型方法。
背景技术
随着石油开采技术的不断提高，一些特殊油藏越来越引起石油工作者的重视。由于稠油在石油资源中所占比例较大，因此如何开采稠油，使之成为可动用储量，是石油界一直探究的问题。自20世纪60年代开采稠油以来，稠油开采技术有了突飞猛进的发展，到目前为止，已形成了以蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层等为主要开采方式的稠油热采技术。其中蒸汽吞吐是目前应用最多的，发展前景比较好的一种稠油热采方法。
利用蒸汽吞吐工艺开采过程中，钢管被固定在井筒中处于约束状态，不能自由膨胀和收缩，在注入高温高压蒸汽阶段钢管由于受热膨胀和受约束而承受很大的压应力，停注采油时，由于降温收缩松弛而承受很大的拉应力，钢管反复承受高的拉-压应力而极易损坏。普通API P110套管，其制管材料为C-Mn钢，热稳定性差，温度从室温到350℃，P110套管材料的屈服强度和抗拉强度一般下降25％。根据各大高密度油油田套损率调查结果表明，高密度油热采井的套损率平均为30％以上，局部区块达到70％，列油田套管损坏率之首。因此，要求采稠油用的钢管具有高温强度高，热稳定性能好，强度和韧性搭配良好的性能，开发适合稠油开采的钢管具有重要意义。
发明内容
本发明提供了一种稠油热采用的钢管和成型方法。该钢管的室温性能：抗拉强度≥865MPa，屈服强度760～880MPa，延伸率≥20％，屈强比≤0.93；该钢管0℃的纵向全尺寸冲击性能≥70J；该钢管350℃的高温拉伸性能：抗拉强度≥720MPa，屈服强度≥600MPa，屈强比≤0.85。
本发明所采用的技术方案是：
一种稠油热采用的钢管和成型方法，该钢管成分为(质量百分数)：C：C：0.19％～0.25％、Si：0.17％～0.45％、Mn：0.55％～0.85％、P：≤0.008％、S：≤0.004％、Cr：0.95％～1.50％、V：0.03％～0.1％、Ti：0.02％～0.04％、Cu：≤0.20％、Al：0.015％～0.03％、B：0.0006％～0.003％，其余为Fe和不可避免杂质。不可避免的杂质包括：Sb、Bi、Pb、AS、Sn、O、H、N，其中：Sb≤0.007％，Bi≤0.003％，Pb≤0.005、AS≤0.012％、Sn≤0.010％、As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.035％、O≤15PPm、H≤1.5PPm、N≤80PPm。
所述的钢管制造过程：转炉冶炼、炉外精炼、真空脱气、连铸、钢坯加热、钢管轧制、调质处理、矫直。
所述的钢坯冶炼：铁水先经转炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，并喂Al线，钢液温度1610℃～1660℃时，进行VD炉真空处理，真空度50Pa～75Pa，真空前加入Si-Ca块，真空保持时间35min～40min，采用这种方式冶炼保证了钢质的纯净度，钢液温度在1530℃～1560℃时，连铸成圆管坯，冷却到室温。
所述的钢管轧制：圆管坯加热到1200℃～1260℃，穿孔前温度1160℃～1180℃，连轧前温度980℃～1120℃，张力减径前温度800℃～880℃。
所述的调质处理：淬火温度为870℃～910℃，水冷；回火温度为615℃～645℃，空冷。
所述的矫直：回火后趁温，在200℃～400℃时，将钢管矫直。
本发明的有益成果：
采用本发明生产的钢管，具有优良的室温性能，强度和韧性配合好，且具有高温强度高，热稳定性能好的特点；成分中不刻意加入Mo、W等贵重元素，降低了成本，适合用于稠油的热采领域。
具体实施方式
实施例1
规格为φ177.8×9.19稠油热采用的钢管成分为(质量百分数)：C：0.20％、Si：0.25％、Mn：0.6％、P：0.006％、S：0.002％、Cr：1.4％、Cu：0.02％、Al：0.02％、V：0.08％、Ti：0.02％、B：0.001％，其余为Fe和不可避免杂质。
规格为φ177.8×9.19稠油热采用的钢管的杂质为(质量百分数)：不可避免的杂质包括：Sb、Bi、Pb、AS、Sn、O、H、N，其中：Sb：0.002％，Bi：0.0001％，Pb：0.0004、AS：0.007％、Sn：0.002％、O：10PPm、H：1.2PPm、N：60PPm。
规格为φ177.8×9.19稠油热采用的钢管的制造过程包括以下步骤：
(1)钢坯冶炼：钢水先经转炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，并喂Al线，Al线的添加量为2.3Kg/T钢，钢液温度1640℃时，进行VD炉真空处理，真空度50Pa，真空前加入Si-Ca块，Si-Ca块的添加量为1.0Kg/T钢，真空保持时间40min，钢液温度在1550℃时，连铸成圆管坯，冷却到室温。
(2)钢管轧制：圆管坯加热到1250℃，穿孔前温度1180℃，斜轧前温度1060℃，热定径前温度850℃。
(3)调质处理：淬火温度为900℃，水冷。回火温度为630℃，空冷。
(4)矫直：回火后趁温，在200℃～400℃时，将钢管矫直。
规格为φ177.8×9.19稠油热采用的钢管调质处理后的性能。
表1是常温性能和0℃的冲击性能。
表1
表2是350℃下的高温拉伸性能。
表2
实施例2
规格为φ168×10稠油热采用的钢管的成分为(质量百分数)：C：0.25％、Si：0.45％、Mn：0.55％、P：0.005％、S：0.001％、Cr：1.01％、Cu：0.03％、Al：0.02％、V：0.10％、Ti：0.03％、、B：0.002％，其余为Fe和不可避免杂质。
规格为φ168×10稠油热采用的钢管的杂质为(质量百分数)：不可避免的杂质包括：Sb、Bi、Pb、AS、Sn、O、H、N，其中：Sb：0.003％，Bi：0.0004％，Pb：0.0006、AS：0.005％、Sn：0.004％、O：8PPm、H：0.8PPm、N：80PPm。
规格为φ168×10稠油热采用的钢管的制造过程包括以下步骤：
(1)钢坯冶炼：钢水先经转炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，并喂Al线，Al线的添加量为2.3Kg/T钢，钢液温度1640℃时，进行VD炉真空处理，真空度45Pa，真空前加入Si-Ca块，Si-Ca块的添加量为1.2Kg/T钢，真空保持时间45min，钢液温度在1550℃时，连铸成圆管坯，冷却到室温。
(2)钢管轧制：圆管坯加热到1250℃，穿孔前温度1180℃，斜轧前温度1060℃，热定径前温度860℃。
(3)调质处理：淬火温度为900℃，水冷。回火温度为610℃，空冷。
(4)矫直：回火后趁温，在200℃～400℃时，将钢管矫直。
规格为φ168×10稠油热采用的钢管调质处理后的性能。
表3是常温性能和0℃的冲击性能。
表3
表4是350℃下的高温拉伸性能。
表4
Claims (2)
1.一种稠油热采用的钢管，该钢管成分以质量百分数计为：C：0.19％～0.25％、Si：0.17％～0.45％、Mn：0.55％～0.85％、P：≤0.008％、S：≤0.004％、Cr：0.95％～1.50％、V：0.03％～0.1％、Ti：0.02％～0.04％、Cu：≤0.20％、Al：0.015％～0.03％、B：0.0006％～0.003％，其余为Fe和不可避免杂质；
该钢管制造过程：转炉冶炼、炉外精炼、真空脱气、连铸、钢坯加热、钢管轧制、调质处理、矫直；
钢坯冶炼：铁水先经转炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，并喂Al线，钢液温度1610℃～1660℃时，进行VD炉真空处理，真空度50Pa～75Pa，真空前加入Si-Ca块，真空保持时间35min～40min，采用这种方式冶炼保证了钢质的纯净度，钢液温度在1530℃～1560℃时，连铸成圆管坯，冷却到室温；
钢管轧制：圆管坯加热到1200℃～1260℃，穿孔前温度1160℃～1180℃，连轧前温度980℃～1120℃，张力减径前温度800℃～880℃；
调质处理：淬火温度为870℃～910℃，水冷，回火温度为615℃～645℃，空冷；
矫直：回火后趁温，在200℃～400℃时，将钢管矫直。
2.根据权利要求1所述的一种稠油热采用的钢管，其特征在于，该钢管的室温性能：抗拉强度≥865MPa，屈服强度760～880MPa，延伸率≥20％，屈强比≤0.93；该钢管0℃的纵向全尺寸冲击性能≥70J；该钢管350℃的高温拉伸性能：抗拉强度≥736MPa，屈服强度≥615MPa，屈强比≤0.85。
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